题目内容

5．在测定一组干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材，
（A）待测的干电池
（B）电流传感器1
（C）电流传感器2
（D）定值电阻R0（3kΩ）
（E）滑动变阻器R（0-20Ω，3A）
（F）开关和导线若干
某同学发现上述器材中没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路完成实验．

（1）在实验操作过程中，该同学将滑动变阻器R的滑片P向左滑动，则电流传感器1的示数将变大（选填“变大”或“变小”）．
（2）该同学利用测出的实验数据绘出的I1-I2图线（I1为电流传感器1的示数，I2为电流传感器2的示数，且I1的数值远远小于I2的数值），如图乙所示．则由图线可得被测电池的电动势E=4.5V，内阻r=1.5Ω．
（3）若将图线的纵坐标改为I1R0，则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小．

分析 （1）分析电路结构，根据闭合电路欧姆定律及串并联电路的规律可得出示数的变化；
（2）由闭合电路欧姆定律可得出与题目中给出仪器有关的表达式，再由数学规律可得出电动势和内电阻．
（3）若图象纵坐标为路端电压，则图象与纵坐标的交点为电源的电动势；

解答 解：（1）由图可知，滑片P向左滑动时，接入电阻增大，总电阻增大，总电流减小，内压减小，路端电压增大，故R0中的电流增大；
（2）由闭合电路欧姆定律可得：E=I1R0+I2r，I1=-$\frac{r}{{R}_{0}}$I2+$\frac{E}{{R}_{0}}$，
由数学知可得：图象中的k=-$\frac{r}{{R}_{0}}$；b=$\frac{E}{{R}_{0}}$，以
由图可知：与纵轴截距b=0.0015；k=-0.0005，
电源电动势：E=bR0=3×1.5=4.5V；r=-kR0=0.0005×3000=1.5Ω；
（3）由以上分析可知，若图象纵坐标改为路端电压，即I1R0，则图象与纵坐标的交点为电源的电动势；
故答案为：（1）变大；（2）4.5；1.5；（3）I1R0

点评 本题要注意电路中采用的是传感器安安法测电动势和内电阻，其本质就是用其中的表头改装电压表；要明确改装原理，根据串并联电路的规律进行分析求解．

练习册系列答案
相关题目
15．用如图所示装置进行以下实验：
（1）先测出滑块A、B的质量M、m及滑块与桌面的动摩擦因数μ，查出当地重力加速度g；
（2）用细线将滑块A、B连结，使A、B间的弹簧压缩，滑块B紧靠在桌边；
（3）烧断细线，测出滑块B做平抛运动落地时的水平位移为s1，滑块A沿桌面滑行的距离为s2．
为验证动量守恒定律，写出还需测量的物理量及表达它的字母桌面离地面的高度h．如果动量守恒，须满足的关系式是
$M\sqrt{2μg{s}_{2}}=m{s}_{1}\sqrt{\frac{g}{2h}}$．
16．某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，质量为m1的物体通过细线绕过光滑的小定滑轮拴着放在水平轨道上质量为m2的小车（可视为质点），在轨道上的A点和B点分别安装有一光电门，小车上有一宽度为d的挡光片，游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，现把小车拉到水平面上的某点由静止释放，挡光片通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2．为了证明小车通过A、B时系统的机械能守恒，还需要进行一些实验测量和列式证明．

（1）挡光片的宽度d=5.15mm．
（2）下列实验测量步骤中必要的是ACD．
A．用天平测出小车的质量m2和物体的质量m1
B．测出小车通过A、B两光电门之间所用的时间△t
C．测出滑轮上端离水平轨道的高度h
D．测出小车在A、B位置时绳子与水平方向夹角θ1和θ2
（3）若该同学用d和t的比值来反映小车经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足$\frac{1}{2}$m2[${（\frac{d}{{t}_{2}}）}^{2}$-${（\frac{d}{{t}_{1}}）}^{2}$]+$\frac{1}{2}$m1[${（\frac{dco{sθ}_{2}}{{t}_{2}}）}^{2}$-${（\frac{dco{sθ}_{1}}{{t}_{1}}）}^{2}$]=m1g（$\frac{h}{si{nθ}_{1}}$-$\frac{h}{si{nθ}_{2}}$）关系式，即能证明小车和物体组成的系统机械能守恒．
13．在”验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，把第一个点记作0，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于7.62 J，动能的增加量等于7.54 J（取三位有效数字）．
20．如图为“高车踢碗”的杂技，演员踩着独轮车，头顶着碗，将一只碗扣在一只脚上，将碗踢起，由于碗底与空气的接触面积较大，碗所受的空气阻力不可忽略，碗离开脚后在空中划出一段弧线，正好落在头顶的碗里，对碗从扣在脚上到碗落入头顶碗里的整个过程中（　　）
A．碗在离开脚后处于完全失重状态
B．碗离开脚后所做的运动是斜抛运动
C．若碗在脱离脚时的速度为v，则碗在脱离脚前的过程中的平均速度一定为$\frac{v}{2}$
D．碗脱离脚的瞬间，脚（踢碗的那部分）的加速度大小一定大于碗的加速度大小
10．如图所示，公路上一辆汽车（可看成质点）以v1=12m/s的速度匀速行驶，汽车行至A点时，某人为搭车，从距公路30m远的C处开始以v2=3m/s的速度正对公路匀速跑去，司机见状途中刹车，汽车做匀减速直线运动，结果车停在B点时，人同时到达B点．已知A、B间的距离x=100m．试求：
（1）汽车在距A点多远处开始刹车．
（2）刹车后汽车的加速度大小．
17．如图所示，小球A沿高为h，倾角为θ的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端，而相同的小球B以同样的大小的初速度从同等高度处竖直上抛，不计空气阻力，则着地之前A、B两小球的加速度大小的比值为sinθ：1；A、B两小球着地时速度的竖直分量的比值为sinθ：1；着地时，A、B两小球的重力功率的比值为sinθ：1．
14．如图所示，一质量M=0.4kg的小物块B在足够长的光滑水平台面上静止不动，其右侧固定有一轻质水平弹簧（处于原长）．台面的右边平滑对接有一等高的水平传送带，传送带始终以υ=1m/s的速率逆时针转动．另一质量m=0.1kg的小物块A以速度υ0=4m/s水平滑上传送带的右端．已知物块A与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带左右两端的距离l=3.5m，滑块A、B均视为质点，忽略空气阻力，取g=10m/s2．
（1）求物块A第一次到达传送带左端时速度大小；
（2）求物块A第一次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能Epm；
（3）物块A会不会第二次压缩弹簧？
15．将一小球从高处水平抛出，最初2s内小球动能Ek随时间t变化的图线如图所示，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2．根据图象信息，不能确定的物理量是（　　）
A．小球的质量
B．小球抛出时的高度
C．最初2s内重力对小球做功的平均功率
D．小球的初速度

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